@phdthesis{Koch2006, author = {Koch, Thomas}, title = {Zur empirisch / analytischen Bestimmung von Verlustbeiwerten selbstorganisierender Rauheitsstrukturen in Druckrohrleitungen}, isbn = {3-394294-19-7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-456}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2006}, abstract = {Beim Transport von Fl{\"u}ssigkeiten durch Rohrleitungssysteme werden sowohl die Fl{\"u}ssigkeitss{\"a}ule als auch echt gel{\"o}ste, kolloidale oder suspendierte Inhaltsstoffe bewegt. Str{\"o}mungsvorg{\"a}nge im wandnahen Bereich sind durch starke Geschwindigkeitsgradienten charakterisiert. Hier kommt es zu Wechselwirkungen zwischen dem Wandmaterial, der Fl{\"u}ssigkeit und den in der Fl{\"u}ssigkeit transportierten Inhaltsstoffen. Entsprechend differenzierter Foulingmechanismen entwickeln sich Rohrwandbel{\"a}ge, welche selbstorganisierende Strukturen aufbauen k{\"o}nnen. Die Wechselwirkung zwischen wandnahen Strukturen, der bewegten Fl{\"u}ssigkeit, Adh{\"a}sionsvorg{\"a}ngen von Inhaltsstoffen bzw. Strukturver{\"a}nderungen der Wandoberfl{\"a}che und der Erh{\"o}hung des Str{\"o}mungswiderstandes wurde bislang nur in Ans{\"a}tzen analysiert. Diese Vorg{\"a}nge k{\"o}nnen zu extremen Leistungsminimierungen der Rohrleitungssysteme bei sehr geringen Ablagerungsh{\"o}hen f{\"u}hren. Sie k{\"o}nnen selbstorganisierende Rauheitsstrukturen generieren, welche sich als riffelartige Formationen eines d{\"u}nnen Films auf der Rohrwand ausbilden. Riffelartige Ablagerungsstrukturen wurden in verschiedenen Druckrohrleitungen beobachtet. WIEDERHOLD (1949), SEIFERT und KR{\"U}GER (1950) untersuchten in diesem Zusammenhang eine Druckrohrleitung (Fernwasserleitung der Eckertalsperre), die nach kurzer Betriebsdauer eine extreme Reduktion der Durchflussleistung zeigte. In einer Betriebszeit von 3 Jahren verringerte sich die Leistungsf{\"a}higkeit der Druckrohrleitung DN 500 auf 57,1\% der urspr{\"u}nglichen Leistung. Die Vermessung des Wandbelages ergab eine durchschnittliche Riffelh{\"o}he von 0,7 mm und einen mittleren Riffelabstand von 5 mm. Unter Annahme der G{\"u}ltigkeit der Sandrauheitstheorie nach NIKURADSE kann eine {\"a}quivalente Sandrauheit von 14,6 mm bei einer tats{\"a}chlich gemessenen Riffelh{\"o}he von 0,7 mm bestimmt werden. Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen ist es, die bislang durch Berechnungsans{\"a}tze unber{\"u}cksichtigten Formen der selbstorganisierenden Rauheiten in Druckrohrleitungen, auch bekannt als Rauheitsanomalie, zu beschreiben. Es wird eine Theorie entwickelt, die bei auftretenden selbstorganisierenden Rauheitsstrukturen die Berechnung der festzustellenden Verlusth{\"o}hen in Druckrohrleitungen zur Sicherung der dimensionierten Leistungsf{\"a}higkeit erm{\"o}glicht. Auf Basis des vorhandenen Datenmaterials wurde der durch SEIFERT und KR{\"U}GER postulierte Ansatz, von Resonanzerscheinungen zwischen Schwingungen der riffelartigen Wandbel{\"a}ge und den turbulenten Schwankungsgeschwindigkeiten, weiterentwickelt.. Diese These wurde auf Basis der durch B{\"U}NGER prognostizierten Frequenzen f{\"u}r Str{\"o}mungsvorg{\"a}nge verifiziert. Es wird ein analytisches / empirisches Modell zur Bestimmung von Widerstandsbeiwerten bei selbstorganisierender Rauheit in Druckrohrleitungen vorgeschlagen. Das Modell wurde auf der Grundlage vorhandener Messreihen validiert.}, subject = {Druckrohrleitung; Rauigkeit; Widerstandsbeiwert; Verlust; Druckrohrleitung; Verluste; Widerstandsbeiwert; Widerstandsph{\"a}nomene; Rauheiten; Flow resistance; Pressure pipelines; Self-organising roughness structure; Ripple structure roughness; Friction coefficient}, language = {de} } @phdthesis{Forbid2012, author = {Forbid, George Teke}, title = {Thermal recycling of plastic waste using pyrolysis-gasification process for energy production}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-25269}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2012}, abstract = {The disposal of mixed waste in landfills, dump sites and open burning without material and energy recovery leads to resource loss, causes health problems, pollution and littering. Increasing energy demand for industrial and domestic application with rising costs due to scarcity motivates a constant search for alternative clean energy sources. Recovering energy from waste presents various incentives e.g. creating jobs, alleviating poverty, combating and mitigating climate change, protecting the environment and reducing dependence on traditional fuels sources. Hence, plastics end up in landfills, surface waters and ocean bed with serious negative impact on terrestrial and aquatic biodiversity. Plastic waste with high calorific value (36-46MJ/kg) occupies the greatest portion of landfill space. Hence, using an appropriate technology to transform waste plastic to a hot gaseous mixture which is burned in-situ produces enormous amount of energy without pollution. Based on this hypothesis, the study objectives accomplished were to: 1.Characterise, quantify and classify waste fractions and plastic components common in MSW by manual sorting 2.Evaluate options for sustainable plastic waste management especially for developing countries 3.Design, construct, test and optimize an appropriate technology that applies pyrolysis and gasification processes to convert non-PVC plastic waste to energy 4.Assess the efficiency of the technology based on the functioning, the engineering, mass and energy analysis including socioeconomic and environmental impacts An integrated methodology involving review of current literature, field and laboratory experiments on mixed waste and plastic waste analysis was used. In addition, the pyrolysis-gasification technology (PGT) was conceptualised, designed, constructed, tested and optimised at BTU Cottbus, Germany; Lagos, Nigeria and Dschang, Cameroon. Field studies involving natural observation, interviews, personal discussions and visits to waste management organisations and disposal sites were conducted in various cities in the three case study countries. A resource-oriented manual sorting using the resource-recovery scavenging approach (RESA) simulating integration of scavenger's activities in waste sorting was conducted at BTU and Lagos. Major results obtained include: •Characterization, quantification and classification of a dry sample of commingled MSW at Cottbus gave major waste fractions in order of decreasing abundance as 23.15\% of residue waste, 19.75\% of paper and cardboards, 17.80\% of plastics, 14.63\% of textiles and diapers, 10.06\% of food waste and 9.55\% of glass. An overall 33.21\% of waste sample is compostable for manure, 52.2\% usable as feedstock in the PG technology and 99.81\% of total sample having a material or energy recovery potential. In Lagos, Nigeria main fractions were 29\% of plastics, 36\% of residue waste, 17\% of soil/sand, 7\% of paper with overall 41\% usable as feedstock in PG technology, 39\% compostable, 3\% of recyclable (metal and glass). Sand can be recovered from the soil/sand fraction for construction. Excluding the sand/soil mixture, 83\% of the total waste sample has potential for material and energy value. •An appropriate technology that applies principles of pyrolysis and gasification to convert non-PVC plastic waste to energy was designed, constructed, tested and optimized with respect to: (i) Successful functioning with conversion of averagely 98.51\% of input constituting of 82.78-98.21\% of charcoal and 96.72-99.27\% of plastic to heat energy (ii) Evaluation of socioeconomic and environmental impacts based on pyrolysis and exhaust gas and ash residue analysis showed absence of VOCs, heavy metals and pollutant organic and inorganic compounds; (iii) Safety and risk assessment to indoor pollution is very low; (iv) Assessment of the WTA and WTP indicated that 94\% of respondents in Lagos, Nigeria and Porto Novo, Benin were willing to accept and pay for this technology. Using the PG technology improves local communities' ability to achieve clean, efficient and safe cooking and heating energy with potential for combine heat power generation.}, subject = {Kunststoffabfall; Vergasung; Pyrolyse; Forstschutz; Energier{\"u}ckgewinnung; Pyrolyse-Vergasung Technologie; Kunststoffabfall; Eind{\"a}mmung des Klimawandels; Ressource-Recovery-Scavenging-Ansatz; Waldschutz; Pyrolysis-gasification technology; Waste plastics and biomass; Climate change mitigation; Resource recovery scavenging approach; Forest protection}, language = {en} } @phdthesis{Lu2017, author = {Lu, Yanjuan}, title = {Optimization of converting food waste to hydrogen and Biogas in double-stage-fermentation}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-43209}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2017}, abstract = {Aim of this study The aim of this research is to develop batch scale and continuous reactor systems to evaluate technical and practical feasibility of sequential hydrogen and methane from food waste by two step dark fermentation process. Methodology The effects of limiting factors, like pH, temperature, as well as inoculum sources and pretreatment methods on H₂ yields were studies in batch assays. In addition, the feasibility of sequencing producing H₂+CH₄ via two stage dark fermentation process was evaluated in lab-scale tests based on batch assay results. Three kinds of Acid producing reactor, like CSTR, semi-percolator, and ASBR had been tested for bioH₂ production and well inoculated ASBR methane was used for further degradation of volatile organic acids produced in these acid producing reactor which acts as by-products of bioH₂. Different limiting factors on fermentation process have been investigated in each reactor type for optimum energy recovery. Monodigestion of food waste for methane production was also studied and used as reference value for energy recovery from food waste. Main results and technical application from this study Hydrogen production results from food waste were shown to be possible with aerated inoculum in batch assays in thermophilic range, with highest H₂ yields of 19.72L/(kg oTS) from food waste. The inoculated HPB (Hydrogen producing bacterial) sludge taken from ASBR acid producing reactor was proved the optimum H₂ yields with the value of 61.41 L/(kg oTS) in this batch test. Inoculum to substrates ratio at 3 was found the best situ for H₂ yields in batch test. Even H₂ productivity at hyperthermophilic range has been confirmed with faster and higher performance, thermophilic fermentation process was taken in continuously lab-scale investigation due to too high process requirements in hyperthermophilic process. Two-stage sequencing producing H₂+CH₄ was shown the potential in H₂ yields in the first acid producing phase. Methane yields from monodigestion in ASBR methane reactor with OLR of 3.88 kg oTS/(m3.d) and average CH₄ yields at 312.71L/kg oTS were achieved and act as reference value for total energy recovery. In CSTR+ASBRMe system, the max. hydrogen yields of 69.15 L/(kg oTS) and CH₄ yields at 291.77. L/(kg oTS) were achieved; In semi-Percolator+ASBRMe system, the max. hydrogen yields of 77.34 L/kg oTS and average CH₄ yields at 293.87 L/(kg oTS) were achieved; In ASBR+ASBRMe system, the max. hydrogen yields of 196.85L/(kg oTS) and average CH₄ yields at 293.87 L/(kg oTS) were achieved. The max. H₂ concentration in hydrolysis gas was got in ASBR acid producing reactor at 54\%. The experimental results indicated that food wastes can be considered as suitable substrates for BioH₂ and CH₄ sequencing production. Moreover, the less production cost for H₂ due to higher OLR and shorting HRT.}, subject = {CSTR; Semi-percolator; ASBR; Methane; Two stage dark fermentation process; Biohydrogen; Food waste; Factor; OLR; Biogas; Biowasser; Methan; Speiseabf{\"a}lle; Verg{\"a}rungsprozess; Faktor; ASBR; CSTR; Perkulator; ORB; Biogas; Fermentation; G{\"a}rung; Lebensmittelabfall; Biogas}, language = {en} } @phdthesis{Muhondwa2016, author = {Muhondwa, Jacob Paul}, title = {Hygienization of enteropathogens contaminated biowaste for safer biological treatments}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-39529}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2016}, abstract = {In this study, the aims were to investigate the die-off levels of pathogens attainable under conventional biotreatments, introduce alternative hygienization options and study their performance at eliminating pathogens from biowaste. In addition, the study investigated feasibility of biotreatment of potato peels waste (PPW) as management option for the peels waste generated in Dar es Salaam city. Pathogens inactivation studies using simulated biowaste (moisture ˃77\%w/w) composed of PPW spiked with Escherichia coli and Salmonella senftenbergensis at laboratory-scale resulted into low temperature-time patterns of the aerobic In-vessel composting system and turned the process anaerobic thus demonstrated inefficiency at eliminating the spiked bacteria. Likewise, two-phase anaerobic digestion at continuous stirred tank reactor confirmed incapable at effecting complete inactivation of the bacteria unless substrate residence is prolonged above 72hrs. These distasteful confirmations inevitably advocate the importance of applying either pre- and/or post-biotreatment hygienization processes on biowaste for safer biotreatments. Existing hygienization options including acid/lime conditioning and batch pasteurization were applied, their hygienization efficacy investigated and the latter validated. Acetic acid treatment of biowaste at pH value 4 for 5days or lime treatment at pH value 11-12 for 1day brought complete die-off in E. coli and S. senftenbergensis. Temperature-time combination at 65°C for 30min was sufficient at effecting ˃1log cycle die-off of the spiked enteropathogens with z-Value of 11˚C for S. senftenbergensis hence validates the temperature-time regime of 70˚C for 30min and 70˚C for 60min set by U.S-EPA/625/R-92/013 and Regulations (EC) No. 208/2006 respectively. In addition, alternative hygienization options namely UV radiation and passive solar heating (PSH) were proposed, applied and evaluated. Modes of application and achievable bacteria die-off for all hygienization options are given in Chapter 2 to 6 of this document. Owing to its small investment capital (mostly do yourself construction), independence from fuel supplies and low running costs, the study highly recommend PSH as environmental friendly and economic viable pre- and post- biotreatment hygienization option especially for tropical climates and developing countries with adequate sunshine. In vessel co-composting of PPW with yard-waste at 6:1 ratio gave microbiologically safe and good quality compost. Endowed with higher CO2 removal, mesophilic/thermophilic two-phase anaerobic processing of PPW showed comparable results to biogasification from other biowaste. Biogas productivity from PPW was 2.3lNbiogas/l.day with an average CH4 yield of 0.13-0.35m3/kgoTS input having 58\% CH4. The digestion resulted into H2S removal from above LoQ to less than 230ppm with 81\% VS removal at substrate OLR of 2.4kgoTS/m3.day input without sign of inhibition. It is estimated that 1.0m3biogas with 5hrs burning potential and equivalent to 3.5kg firewood can be produced from 10.2kg of PPW anaerobic digested. The resulting biogas production would complement household energy need thus conserve forest resources which are subjected to high deforestation rate estimated at 4.1kilotons of wood per day as fuelwood. Digestate resulting from the anaerobic reactors would make valuable fertilizer to urban agriculture thus enhance soil fertility and productivity.}, subject = {Contaminated biowaste; Enteropathogens; Composting; Two-phase biogasification; Potato peels waste; Kompostierung; Hygenisierung; Enterophatogene Mikroorganismen; Kontaminierter organischer Abfall; Zwei-Phasen-Biogasproduktion; Organischer Abfall; Kontamination; Pathogener Mikroorganismus; Kompostierung; Hygienisierung; Biogasgewinnung}, language = {en} } @phdthesis{Buschmann2015, author = {Buschmann, Jeannette}, title = {Erh{\"o}hung der Leistungsf{\"a}higkeit von Feststoffverg{\"a}rungen in zweistufigen-zweiphasigen Systemen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-35826}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2015}, abstract = {Der anaerobe Umsatz fester, komplexer biogener Substrate zu Biogas in großtechnischen Anlagen zeigt h{\"a}ufig Defizite auf. Die (Mono)Verg{\"a}rung pflanzlicher Biomassen ist in der Regel durch eine unzureichende Nutzung vorliegender energetischer Potenziale, geringe Prozessgeschwindigkeiten und dementsprechend geringe Produktausbeuten und Durchs{\"a}tze sowie hohe G{\"a}rrestaufkommen charakterisiert. Insbesondere die Verwendung von Energiepflanzen als Biogassubstrate setzt vor dem Hintergrund von bestehenden Fl{\"a}chen- und Nutzungskonkurrenzen eine maximale Potenzialnutzung im Verg{\"a}rungsprozess voraus. Grundlegend zeigen zweistufige-zweiphasige Systeme aufgrund der Ber{\"u}cksichtigung der unterschiedlichen Milieuanspr{\"u}che fermentativer und methanogener Mikroorganismen eine h{\"o}here Effizienz sowie Prozessstabilit{\"a}t in der anaeroben Degradation gegen{\"u}ber den klassischen einstufigen Systemen, dass mit zunehmender Komplexit{\"a}t der Substrate einen st{\"a}rkeren Effekt einnimmt. Vor diesem Hintergrund bestand das Ziel dieser Arbeit darin, {\"u}ber eine detaillierte Prozessanalyse und eine Erweiterung des Prozessverst{\"a}ndnisses, die Bestimmung leistungsbeeinflussender Prozessspezifika und relevanter Prozessbedingungen sowie die Ermittlung geeigneter Prozessfahrweisen eine maximale Substratnutzung und effiziente Prozessf{\"u}hrung in zweistufigen-zweiphasigen Feststoffverg{\"a}rungen zu erm{\"o}glichen. Ein hoher Feststoffdegradationsgrad sowie hohe Feststoffabbauraten sind Grundvoraussetzungen f{\"u}r einen effizienten Anlagenbetrieb, die Gew{\"a}hrleistung hoher CH4-Ertragsgrade sowie geringer Feststoffverweilzeiten, jedoch gleichzeitig ein h{\"a}ufiges Defizit von Feststoffverg{\"a}rungen. Grundlage in der Zielerreichung bildete die Ermittlung, Analyse und Optimierung leistungs- und prozessbestimmender Parameter und Zusammenh{\"a}nge in experimentellen Untersuchungen anhand zweier Technologien zur zweistufigen-zweiphasigen Feststoffverg{\"a}rung am Beispiel von Maissilage. Da die Leistungsf{\"a}higkeit des (Feststoff)Verg{\"a}rungsprozesses maßgeblich durch die Substrathydrolyse bestimmt wird, wurde der Fokus der Untersuchungen auf die erste Prozessstufe gerichtet. Die Untersuchungsergebnisse zum anaeroben Umsatz von Maissilage zu Biogas unter Nutzung eines Perkolations-/Festbett(PE/FBR)-Verfahrens und ASBR/ASBR-Verfahrens belegen grundlegend die potenziell hohe Leistungsf{\"a}higkeit zweistufiger-zweiphasiger Prozesse in der anaeroben Behandlung fester, komplexer Einsatzstoffe. Die Feststoffhydrolyse wird {\"u}ber die Milieubedingungen f{\"u}r die hydrolytisch und fermentativ aktive Mikroflora bestimmt und kann {\"u}ber relevante Prozessparameter beeinflusst werden. Die Ergebnisse der grundlegenden Optimierungsuntersuchungen im PE/FBR-System belegen dabei die Relevanz einer thermophilen und gasdichten Fahrweise der Hydrolyse f{\"u}r einen leistungsf{\"a}higen, potenzialnutzenden Prozess. In den leistungscharakterisierenden Untersuchungen wurde eine hohe Eignung des zweistufigen-zweiphasigen ASBR-Verfahrens zur Monoverg{\"a}rung von Maissilage nachgewiesen. In der Gegen{\"u}berstellung der zweistufigen-zweiphasigen Verfahren wurde zudem eine h{\"o}here Leistungsf{\"a}higkeit des ASBR/ASBR-Verfahrens gegen{\"u}ber dem Perkolations-/Festbett-Verfahren ermittelt, welche aus einem erh{\"o}hten Hydrolysierungsgrad des Feststoffes, einem besseren Metabolisierungsgrad der Intermediate zu gasf{\"o}rmigen Produkten sowie einer erh{\"o}hten Umsatzrate resultiert. Als limitierende Faktoren im Hinblick auf die mikrobielle Feststoffdegradation in der Perkolationshydrolyse wurden der Wasserhaushalt im System, der Lagerungszustand des Substrates sowie die Charakteristik der fl{\"u}ssigen, intermedi{\"a}ren Phase bestimmt. Milieubeeinflussend wirkt zudem das Hydrolyseverfahren selbst {\"u}ber differente Bedingungen hinsichtlich der Substratzug{\"a}nglichkeit, der Oberfl{\"a}chenbesiedlung sowie des Stofftransfers in zwei separierten Phasen (Perkolation) und Zweiphasengemischen (ASBR-Hydrolyse). Im zweistufigen ASBR-Verfahren wurde als weiterer beg{\"u}nstigender Faktor in der Feststoffdegradation eine teilweise Verlagerung fermentativer Prozesse in die Methanisierung {\"u}ber den Transport partikul{\"a}rer Stoffe in der intermedi{\"a}ren fl{\"u}ssigen Phase ermittelt. Desweiteren erfolgte im Rahmen der Prozesscharakterisierung eine Analyse der methanogenen Aktivit{\"a}t in der Hydrolyse anhand der Produktion an CH4. Die Beschreibung der Abh{\"a}ngigkeit der CH4-Bildung in der Hydrolyse vom vorliegenden pH-Wert erlaubt einen R{\"u}ckschluss auf die Prozessf{\"u}hrung im Hinblick auf die Rezirkulation von Prozessfl{\"u}ssigkeit und den entsprechend bedingten Eintrag an Puffersubstanz. In der Verg{\"a}rung von Maissilage in den zweistufigen-zweiphasigen Systemen bestimmen CH4-Produktionen in der Hydrolyse den Gesamtmethanertrag zu ca. 30 \%. Eine Unterbindung bzw. Verminderung methanogener Aktivit{\"a}ten {\"u}ber die Milieubedingungen im Hydrolysesystem (z.B. pH, O2-Gehalt) erfolgt aufgrund der Beeinflussung der gesamten mikrobiellen Bioz{\"o}nose sowie mitunter der Enzymreaktionen grunds{\"a}tzlich auf Kosten des CH4-Ertragsgrades. Eine Reduzierung methanogener Aktivit{\"a}ten in der ersten Prozessstufe sollte daher {\"u}ber eine Unterbindung des Eintrags Methanogener in die Hydrolyse erfolgen. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass mit einer thermischen Behandlung des Methanisierungsablaufs (= Rezirkulat) eine effektive Inaktivierung methanogener Zellen erfolgt und damit Methanproduktionen in der Hydrolysestufe tempor{\"a}r vermieden werden k{\"o}nnen. Auf Grundlage der ermittelten leistungsbestimmenden Faktoren und Zusammenh{\"a}nge sowie des gewonnenen Prozessverst{\"a}ndnisses zur Feststoffverg{\"a}rung in zweistufigen-zweiphasigen Systemen wurden Empfehlungen f{\"u}r den Betrieb von zweistufigen Feststoffverg{\"a}rungsanlagen abgeleitet.}, subject = {Biogas; Feststoffverg{\"a}rung; Zweistufige-zweiphasige Verg{\"a}rung; Perkolation; Anaerobic sequencing batch reactor; Solid-state fermentation; Two-stage/two-phase digestion; Percolation; ASBR; Biogas; Feststoff; Verg{\"a}rung; Perkolation}, language = {de} } @phdthesis{AbuElQomboz2011, author = {Abu El-Qomboz, Yasser Darwish}, title = {Entwicklung integrativer L{\"o}sungen f{\"u}r das Abfallmanagement in tempor{\"a}ren Fl{\"u}chtlingslagern am Beispiel des Fl{\"u}chtlingslagers Beach-Camp in Gaza (Pal{\"a}stina)}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-20759}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2011}, abstract = {Niemand flieht freiwillig, dass heißt, wenn sich Menschen zur Flucht entscheiden, so geschieht dies immer unter dem Druck einer Situation, die als aussichtslos und unertr{\"a}glich empfunden wird. Jahr f{\"u}r Jahr verlassen mehrere Millionen Menschen ihre Heimat in der Hoffnung auf ein besseres Leben in einem anderen Land. Die Globalisierung von Wirtschaft und Technologien sowie politische oder milit{\"a}rische Krisen zwingen sie dazu. Krieg, politische Repressionen oder Mangel an Lebensperspektiven im Herkunftsland machen eine R{\"u}ckkehr unm{\"o}glich. So sind die weltweit zunehmenden Migrationsstr{\"o}me ein untr{\"u}gliches Zeichen f{\"u}r soziale Ungleichheit und Benachteilung in der Welt. Umweltfl{\"u}chtlinge sind nicht nur eine Folge der Umweltzerst{\"o}rung durch nat{\"u}rliche oder vom Menschen und seiner Industrie entstandene Umweltkatastrophen, sondern auch eine Folge des Bev{\"o}lkerungswachstums. Dadurch kommt es zu einer dramatischen {\"U}berbeanspruchung landwirtschaftlicher Fl{\"a}chen, die letztlich ebenfalls zu deren Zerst{\"o}rung f{\"u}hrt. Obwohl das Stichwort der Bev{\"o}lkerungsexplosion in aller Munde ist, scheint bisher weithin unerkannt zu bleiben, wie dramatisch diese Entwicklung in den vergangenen Jahrzehnten verlaufen ist. Und den Entwicklungsl{\"a}ndern fehlen jegliche Kapazit{\"a}ten, dieser Entwicklung {\"o}konomisch und {\"o}kologisch entgegenzuwirken. Die in der letzten Zeit erarbeiteten alternativen Strategien zu einer L{\"o}sung des Pal{\"a}stinakonfliktes sind vor folgendem Hintergrund zu sehen: Bis Anfang der 90er Jahre wurden seit 1967 besetzte Gebiete von Israel beansprucht. Unter dem ge{\"a}nderten Bewusstsein der Welt{\"o}ffentlichkeit werden die pal{\"a}stinensischen Territorien aber nun als von Israel strukturell eigenst{\"a}ndige Einheit betrachtet. Nach dem langj{\"a}hrigen Konflikt zwischen Pal{\"a}stinensern und Israelis r{\"u}ckte durch den Friedensprozess die Frage nach der Zukunft der im Jahr 1967 besetzten Gebiete wieder ins Bewusstsein der Welt{\"o}ffentlichkeit. Seither haben Bombardierungen und Abriegelungen vor allem des Gaza-Streifens jedoch zu einer weiteren Versch{\"a}rfung der Krise gef{\"u}hrt. Eine L{\"o}sung des Konfliktes muss dringend gefunden werden, weil nur dadurch auch eine Verbesserung des Lebensstandards der Menschen im Westjordanland und im Gaza-Streifen erreicht werden kann. Als Ergebnis des Oslo-Abkommens von 1994 entstand die pal{\"a}stinensische Selbstverwaltung (PNA), zu deren vorrangigen Zielen es geh{\"o}rt, die Lebensbedingungen in den Autonomiegebieten zu verbessern und die angeschlagene Wirtschaft zu f{\"o}rdern. Nach Erl{\"a}uterung dieser politischen Prozesse in der Region konzentriert sich die Arbeit auf eine Diskussion {\"u}ber die dringend ben{\"o}tigte Entwicklung in der Region Gaza-Streifen, die als Teilgebiet eines zuk{\"u}nftigen pal{\"a}stinensischen Staates bisher umfangreiche Probleme und eine wahrhaftig deutliche Unterentwicklung erfahren hat. Die Sicherung der {\"o}kologischen Zukunft des Menschen ist eine zentrale Aufgabe f{\"u}r dien{\"a}chsten Jahre. Zu unserem Wohl und vor allem auch zum Wohl der nachfolgenden Generationen darf sich Umweltpolitik nicht darauf beschr{\"a}nken, bereits eingetretene Umweltsch{\"a}den zu beseitigen. Vielmehr m{\"u}ssen die Aspekte Natur und {\"O}kosysteme zuk{\"u}nftig ganz selbstverst{\"a}ndlich in alle Planungen und Maßnahmen des Menschen einbezogen werden. Umweltschutz ist Daseinsvorsorge. Folglich darf sie nicht nur als Schadensbeseitigung angesehen werden, sondern muss offensiv auf die Verhinderung umweltbelastender Entwicklungen abzielen. In diesem Zuge ist auch die Abfallbeseitigung zu einem zentralen Anliegen des Umweltschutzes geworden. Ein verantwortungsbewusster Umgang mit der Natur und den Ressourcen ist prinzipiell nur m{\"o}glich, wenn Abfallstoffe, soweit sie nicht vermieden werden k{\"o}nnen, durch eine sinnvolle Verwertung m{\"o}glichst weitgehend in den nat{\"u}rlichen Stoffkreislauf zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Der wesentliche Bestandteil einer geordneten Entsorgungswirtschaft ist die Absicherung {\"o}konomisch und {\"o}kologisch vertretbarer Entsorgungswege. Eine hohe Entsorgungssicherheit bei vertretbaren Kosten ist einer der Faktoren, die die Qualit{\"a}t eines Wirtschaftsstandortes verbessern. F{\"u}r eine vern{\"u}nftige Abfallwirtschaftsplanung sind die zuk{\"u}nftig zu erwartenden Abfallmengen abzusch{\"a}tzen, die durch das Wirtschaftswachstum sowie die Bev{\"o}lkerungsentwicklung bestimmt werden. Die gesetzlichen Rahmenbedingungen bestimmen die Zusammensetzung der Abf{\"a}lle und {\"u}ber die Regelungen der {\"U}berlassungspflicht letztendlich die zu beseitigenden Abfallmengen.}, subject = {Pal{\"a}stina; Fl{\"u}chtlingslager; Entsorgungswirtschaft; Pal{\"a}stina; Fl{\"u}chtling; Umwelt; Palestine; Refugee; Environment}, language = {de} } @phdthesis{Burkhardt2012, author = {Burkhardt, Marko}, title = {Die Leistungsf{\"a}higkeit anaerober Rieselbettreaktoren zur Methanisierung fl{\"u}ssiger und gasf{\"o}rmiger organischer Verbindungen durch biofilmgebundene methanogene Archaeen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-25249}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2012}, abstract = {Die Anwendung anaerober Biofilme zur Umsetzung organischer Substrate zu Biogas bietet viele Vorteile. Durch die Immobilisierung methanogener Archaeen im System k{\"o}nnen kurze Verweilzeiten unter hohen Raumbeladungen in sogenannten Hochleistungsfestbettreaktoren erm{\"o}glicht werden. Mittlerweile finden sie recht erfolgreich im Rahmen verschiedener, meist zweistufiger Verfahren, eine Anwendung in der Praxis. Das Prinzip eines Rieselbettreaktors als Methanstufe ist bislang unbekannt. Es konnte gezeigt werden, dass sich der vorgeschlagene und patentierte Aufbau eines Rieselbettreaktors im Rahmen eines zweistufigen Verfahrens zur Methanisierung fl{\"u}ssiger und gasf{\"o}rmiger organischer Substrate eignet. Der direkte Vergleich zwischen einem klassischen {\"u}berstauten Festbettreaktor und dem Rieselbettreaktor zeigte, dass sich beide Prinzipien f{\"u}r die Umsetzung von Essigs{\"a}ure aber auch von Praxissubstraten (Maishydrolysat) eignet. Die pH-Werte im Ablauf lagen {\"u}ber 7,0, die Methankonzentration im Biogas ist jeweils {\"u}ber 70 Vol\%. Bis zu den hohen Raumbeladungen von bR=10-12 kgCSB/(m³FB•d) wurde der theoretische Wert der spezifischen Methanproduktion von P=3-4 Nm³CH4/(m³FB•d) erreicht. Im eingefahrenen und kontinuierlichen Betrieb lag der Methanertrag YoTR,∑ im Rieselbettreaktor zwischen 231-275 NlCH4/kgoTR und im {\"u}berstauten Festbettreaktor zwischen 246-270 NlCH4/kgoTR. Dem theoretischen Wert von 293 NlCH4/kgoTR wird nahe gekommen. Beide Systeme sind daher sehr gut vergleichbar. Die Zugabe und die Unterbrechung des Substrates die Steuerung der Methanbildung mit einer Reaktionszeit von 3,4-5 Stunden. Der Rieselbettreaktor zeigte ein schnelleres Ansprechverhalten der Methanbildung nach erneuter Substratzugabe aufgrund der Rezirkulation durch das gesamte Festbett. In Hinblick auf den Flexibilit{\"a}tsbonus im Rahmen der aktuellen Novelle des EEG 2012 wird das Kriterium der Reaktion auf den st{\"u}ndlichen Energiebedarf erf{\"u}llt. Im Rieselbettreaktor konnte die Abh{\"a}ngigkeit des Stoffumsatzes von der Raumbeladung bR, der Rezirkulation RV, der Rieselzeit Rt, dem Prozesswasservolumen Vfl bzw. der hydraulischen Verweilzeit Ʈfl nachgewiesen werden. Ʈfl ist dabei entkoppelt von der Kontaktzeit am Biofilm, dem Ort des Stoffumsatzes. In Hinblick auf einen hohen CSB Abbau konnte insbesondere der direkte Zusammenhang zur Rezirkulation ermittelt werden. Zudem zeigte die differenzierte Betrachtung des Rieselverhaltens, dass aufgrund der Ausbildung eines d{\"u}nneren Rieselfilmes bei einer geringen Rieselzahl R ein h{\"o}herer Stofftransport in den Biofilm und letztlich ein h{\"o}herer CSB-Abbau pro Verrieselung stattfand. Der maximale absolute CSB Abbau lag bei einer Raumbeladung von bR=19 m³/(m³FB•d). Diese Abh{\"a}ngigkeiten wurden durch die Kontaktzeit Ct des Substrates mit dem Biofilm zusammengefasst, sodass das ƞCSB-Ct-bR Diagramm dargestellt werden konnte. Mit Hilfe von Ct wurde ein Modell erstellt, wobei die Umsatzrate k und der Korrekturfaktor k* empirisch ermittelt wurden. Als gasf{\"o}rmige Substrate wurden erfolgreich Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid methanisiert. Unter Kreislauff{\"u}hrung des Gasstromes im batch-Betrieb erfolgte ein bis zu 98 \%-iger Wasserstoffumsatz. Der Methangehalt betrug maximal 97,7 \%. Die Raumbeladung lag maximal bei bR=4,43 Nm³H2/(m³FB•d), wobei eine spezifische Methanproduktivit{\"a}t von 1,17 Nm³CH4/(m³FB•d) erreicht wurde. Im Ausblick f{\"u}hrt der kontinuierliche Betrieb zu einem vollst{\"a}ndigen Umsatz bei einer 100\%igen Methankonzentration. Damit konnte erstmals Wasserstoff (beispielsweise elektrolytisch erzeugt) und Kohlenstoffdioxid unter moderaten Temperatur- und Druckbedingungen methanisiert werden. Es liegt ein Energietr{\"a}ger vor, der sehr gut in klassischen Speichern (Erdgasnetz) ohne aufwendige Aufreinigung eingespeist werden kann. Die Inbetriebnahme und der Betrieb sowohl des {\"u}berstauten Festbettreaktors als auch des Rieselbettreaktors erm{\"o}glichte die Beobachtung der Biofilmentwicklung. Dabei wurde eine vergleichbare Biofilmausbildung festgestellt. Im Rieselbettreaktor erfolgte ein erh{\"o}hter Biomasser{\"u}ckhalt, vermutlich aufgrund einer ungleichen Str{\"o}mungsverteilung. Nach 239 Versuchstagen konnte ein vergleichbarer Biomasseanteil f{\"u}r beide Reaktorprinzipien von 14 gFM/FK (35 goTR/m²FKAO) bei einer mittleren Biofilmdicke von 600 µm bestimmt werden. Der Biomasseertrag YoTR/CSB entspricht mit 0,016-0,020 goTR/gCSB in beiden Reaktoren den Literaturwerten von 0,01-0,06 goTR/gCSB. Unter Betrachtung der Str{\"o}mungsverh{\"a}ltnisse der Fl{\"u}ssigkeitsschicht am Biofilm, der Konzentrationsgrenzschicht, des Stoff{\"u}berganges und des Stoffabbaus konnte eine Umsatzlimitierung festgestellt werden. Im Rieselbettreaktor lag eine Reaktionslimitierung bis zu einer mittleren Biofilmdicke von 174 µm vor. Bei einer h{\"o}heren Biofilmdicke erfolgte eine Diffusionslimitierung. Die Bestimmung der methanogenen Archaeen im Rieselbettreaktor zeigte, dass sowohl beim fl{\"u}ssigen als auch gasf{\"o}rmigen Substrat der hydrogenotrophe und der acetoklastische Stoffwechsel parallel erfolgte.}, subject = {Biogas; Wasserstoff; Rieselreaktor; Biofilm; Methan; Biogas; Wasserstoff; Rieselbett; Biofilm; Methan; Biogas; Hydrogen; Tickle bed; Biofilm; Methane}, language = {de} } @phdthesis{Babanawo2007, author = {Babanawo, Raymond}, title = {Constraints to sustainable solid waste management in Ghana}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-1747}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2007}, abstract = {In the quest of finding sustainable solution to solid waste management problems in Ghana, this research formulated as its goal, to mitigate policy constraints to sustainable solid waste management in Ghana. This research goal and objectives were addressed through an empirical study that involved interviews and administration of two sets of questionnaires, one set to members of parliament and the other to members of the general public. The development of questionnaires was influenced by a conceptual policy development model "The Bridge Model of Policy Development". Administration of questionnaires to members of the general public was accomplished through random sampling within churches and mosques in three cities in Ghana; Accra, Kumasi, and Takoradi. The percentage response for members of the general public was 38.9\% and that for members of parliament was 18\%. Prioritization of policy options was achieved through "Differentiated Perception Ranking", a method devised by this research process. The results revealed the relative importance of constraints to sustainable solid waste management in Ghana, the relative difficulty of mitigating constraints, and the relative difficulty of implementing policy options among others. These results were integrated with the principles of sustainability into producing a policy package for sustainable solid waste management in Ghana.}, subject = {Ghana; Abfallwirtschaft; Nachhaltigkeit; Grenzen; nachhaltig; Abfall; Wirtschaftsf{\"u}hrung; Management; Constraints; Sustainable; Solid waste; Management}, language = {en} } @phdthesis{Ndum2013, author = {Ndum, Asi Eugene}, title = {Bottom-Up approach to sustainable solid waste management in African countries}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-28474}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2013}, abstract = {The unprecedented population growth, rising in community living standard and urbanization have left most municipalities in African Countries grappling to find viable solutions to their waste management problems. Improper waste management is attributed to systemic failure of policy makers and municipal authorities to identify the most sustainable approach to dealing with it so as to meet environmental and socio-economic aspirations. This study aims to find a new approach involving people of different social, ethnic, gender and religious groups in the reconstruction of local waste management systems creating typical win-win situations. The main objectives of this research are as follows: • Investigates how gender affects solid waste planning and the influence of different social status of the community especially the role of households. • Examines the level of community involvement in solid waste management in terms of policy formulation, implementation and evaluation. The case study area Cameroon "Africa in miniature" is used to highlight waste management burdens and challenges which are characteristic of most African cities. This research sought to answer one principal question: Can top-down approaches in municipal solid waste management be successful without sufficient community engagement and sense of ownership? Top-down approaches where considered in terms of policies and technology transfer. An integrated methodology was used involving a desk study, field survey for situation analysis, household questionnaire survey, habitat scale, "waste to cash seminar" for stakeholders' analysis and focus group discussion. The outcome of this holistic investigation reveals a strong concern for a clean environment thus citizens' participation and awareness creation is so vital to take the message to grass roots level. Municipal waste collection services are more effective when they work in collaboration with community led primary collection from households. It is clear that where a reliable service can be guaranteed communities are willing to pay for it. Building the capacity of communities implies empowering community to sustainably manage their waste. An integration of several factors is vital to increase sustainability. However, this does not undermine the fact that the best implementation in some situations is some sort of a middle ground between Top-down and Bottom-up.}, subject = {Afrika; Abfallwirtschaft; Bottom-up-Prinzip; Nachhaltigkeit; Bottom-up; Top-down; Nachhaltigkeit; Formeller und informeller Sektor; Abfallwirtschaft; Bottom-Up; Top-Down; Sustainability; Formal and informal sector; Waste Management}, language = {en} }